综合—课程设计报告—简易数字频率计 毕业论文.doc

综 合 课 程 设 计 报 告 题 目： 基于单片机的简易数字频率计设计 系 别： 电子信息与电气工程系 专 业： 电子信息工程 班 级： 姓 名： 导 师： 成 绩： 2014年 12 月 25 日  目 录 摘 要: 1 1 引言 1 1.1 设计任务 2 1.2 设计要求 2 2 系统设计 2 2.1 设计思路 2 2.2 总体方案设计与论证 2 2.3 各模块方案设计与论证 4 2.3.1 主控制模块方案的设计论证 4 2.3.2 波形变换模块方案的设计论证 4 2.3.3 键盘模块方案的设计论证 5 2.3.4 显示模块方案的设计论证 5 2.3.5 稳压电源模块方案的设计论证 6 2.4 方案确定 6 3 理论分析与计算 7 3.1 脉冲宽度测量 7 3.2 频率与周期测量 8 3.3 刷新时间 8 4 硬件设计 8 4.1 稳压电源电路设计 8 4.2 主控制电路设计 9 4.3 波形变换电路设计 9 4.4 倍频放大电路设计 10 4.5 键盘电路设计 11 4.6 显示电路设计 12 5 软件设计 12 6 系统测试 14 6.1 测试条件 14 6.2 测试仪器 14 6.3 测试方法和测试结果及分析 14 7 总结 16 8 参考文献 16 附录 17 附录1 部分器件清单 17 附录2 主函数程序及注释 17  摘 要 基于ATmega128单片机为主控制器，设计a128单片机内部定时器特有的捕获低频脉冲信号，并计数的功能，从而实现系统的制作。此外本系统由外置键盘实现刷新时间的调节，LCD12864液晶屏同步显示频率、周期、脉冲宽度以及刷新时间值。通过继电器的切换控制，实现了低频信号的倍频放大以便于测量。最终本系统可实现频率周期测量范围信号方波、正弦波幅度0.5V～5V；频率1Hz～1Hz；测量误差≤1%Tmega128 波形变换 倍频放大 继电器切换 LCD显示 1 引言 随着电子技术的不断发展，各种电子产品也层出不穷，种类繁多。但是每一种产品开发时都应该少不了对信号的检测，而检测信号的频率也是其中重要指标之一。本设计设计的目的就是要设计出一种高效，高精度，价格便宜符合广大群众要求的简易数字频率计。 本设计的简易数字频率计主要由主控制器电路、波形变换电路、倍频放大电路、键盘显示电路以及自制稳压电源电路等几部分组成。在实际科研和测量仪器中, 希望当输入信号的频率在1Hz～10KHz,甚至更高频率，以及幅度在大范围变化时, 输出信号的频率、周期和脉冲宽度大小能按输入信号的调节实时显示, 且误差小于1%，甚至达到0.01%的高精度。这就要求对电路进行优化设计,兼顾工艺制造以及软件编程算法的准确性，才能设计出性价比更高、性能稳定的简易数字频率计。 本设计系统基于AVR mega128单片机为主控制器，将数字电路控制转变成用软件控制去实行，不但简化了电路结构，使系统易于控制，而且使得系统性能更加稳定，精度更高，从而了提高系统性价比。最终本系统可实现频率周期测量范围信号方波、正弦波幅度0.5V～5V；频率1Hz～1Hz；测量误差≤1%设计并制作一台数字显示的简易频率计。设计要求（1）频率测量范围信号方波、正弦波；幅度0.5V～5V；频率1Hz～1Hz；测量误差≤%。 （2）周期测量范围信号方波、正弦波；幅度0.5V～5V；频率1Hz～1Hz；测量误差≤1%（3）脉冲宽度测量范围信号脉冲波；幅度0.5V～5V；脉冲宽度≥10测量误差≤1%（4）显示器十进制数字显示，显示刷新时间1～10秒连续可调，对上述三种测量功能分别用不同颜色的发光二极管指示。（）自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。频率测量范围信号方波、正弦波幅度0.5V～5V；频率1Hz～1Hz；测量误差≤%。由于信号有正弦波，这就要求电路设计时有信号放大整形电路，使信号转换为方波以便于软件设计时采集高低电平，捕获信号上升下降沿进行计数测量。又由于要求的频率为1Hz～1Hz，测量误差